CN102720124B - 一种具有工作开关的液体粘滞阻尼器 - Google Patents

一种具有工作开关的液体粘滞阻尼器 Download PDF

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Abstract

一种具有工作开关的液体粘滞阻尼器，属于结构耗能减震（振）技术领域。其特征是活塞杆端头连接杆与典型液体粘滞阻尼器一侧的固定端之间设有固定连杆，内套杆和圆筒状外套筒是相对滑动的，固定连杆使阻尼器活塞与液压缸外壁不产生相对运动；当内套杆的位移达到设定的最大位移限值，触碰到外套筒内可弹出挡块上的制动开关，可弹出挡块弹出并与固定挡块共同作用卡住内套杆端头的制动头，内套杆锁定不再与外套筒相对滑动，固定连杆在冲击力作用下受力破坏，阻尼器开始减震耗能的工作。本发明的效果和益处是预期可应用于设有中央扣的悬索桥或漂浮体系的斜拉桥等结构，能够延长阻尼器的使用寿命，保证阻尼器在大震来临时能起到相应的减震耗能作用。

Description

一种具有工作开关的液体粘滞阻尼器
技术领域
本发明属于结构耗能减震（振）技术领域，涉及到桥梁及建筑结构设计，特别涉及到具有工作开关的液体粘滞阻尼器。
背景技术
液体粘滞阻尼器在桥梁结构和建筑结构中已经得到了广泛的应用，不仅开辟了桥梁工程和建筑结构工程的一片新天地，而且解决了很多传统结构解决不了的问题。但是液体粘滞阻尼器自产生以来，漏油是一直以来困扰大家的一个问题。
阻尼器被安置到桥梁上开始服役后，每天面临的动力荷载是桥梁日常运行所产生的微小运动，例如脉动风产生的振动、频繁通过的车辆对桥梁产生的冲击和振动，特别是在漂浮或者半漂浮体系的桥梁结构上，长期疲劳振动作用下必然会造成阻尼器内部部件的磨损及老化，甚至在达到一定的循环往复运动次数后产生阻尼器漏油的现象，最终造成阻尼器的失效。因此会出现这样的现象：在地震还没发生时，阻尼器已经漏油或者产生了构件的疲劳损坏，而当地震发生时，阻尼器已经无法达到对结构预期的减震作用，甚至阻尼器已经完全失效，导致结构产生严重的地震破坏。
现有的液体粘滞阻尼器主要包括以下类型：常规液体粘滞阻尼器、锁定装置、熔断型液体粘滞阻尼器、限位型液体粘滞阻尼器、摩擦型液体粘滞阻尼器。其中的熔断型液体粘滞阻尼器具有下面两个阶段的特性：对于风、温度、刹车、小地震等常规荷载，阻尼器像刚性连杆一样，不发生两端相对运动；而在大风和大地震、超过一定动力荷载时，阻尼器开始相对运动，并消耗振动能量。熔断型液体粘滞阻尼器可以很好地实现这一愿望。而现有的其他集中类型的粘滞阻尼器是在安置到桥梁上服役后活塞即开始往复运动开始工作的。
熔断型液体粘滞阻尼器虽然可以使阻尼器在风、温度、刹车、小地震等常规荷载作用下不工作，延长阻尼器寿命，但是对于漂浮或者半漂浮体系的悬索桥和斜拉桥来说，熔断型液体粘滞阻尼器就无法解决日常工作状态下要放松约束的这一关键性问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明可以在日常的振动和系统升降温造成的梁端位移下，使阻尼器活塞与液压缸不产生相对运动，对结构没有约束作用，而漂浮体系或半漂浮体系的斜拉桥日常运行产生的冲击荷载由斜拉索弹性约束来承担，悬索桥由中央扣来承担，这样就不会产生阻尼器的疲劳磨损及老化，也就不会造成长期往复运动后产生的漏油现象，当大风或大震发生时，阻尼器开始工作。
本发明的技术方案是：结构由两大部分构成，一部分是设置了固定连杆的典型液体粘滞阻尼器，另一部分为是滑动制动装置，滑动制动装置由固定端、固定挡块、可弹出挡块及制动开关、制动头、外套筒、内套杆构成；这两部分结构之间由圆环形连接套环利用螺纹相连，连接套环有内螺纹，滑动制动装置端头的圆柱形内套杆与典型液体粘滞阻尼器端头的圆柱形活塞杆端头连接杆均设有外螺纹，在滑动制动装置出现问题时可以旋转连接套环更换新的滑动制动装置。活塞杆端头连接杆与典型液体粘滞阻尼器一侧的固定端之间设有固定连杆，在日常的小振动及系统升降温作用下，滑动制动装置的内套杆和圆筒状外套筒是相对滑动的，固定连杆使阻尼器活塞杆与液压缸外壁不产生相对运动；当结构遭遇地震或大风时，加劲梁的位移达到设定的最大位移限值，触碰到滑动制动装置外套筒内可弹出挡块上的制动开关，可弹出挡块弹出并与固定挡块共同作用卡住内套杆端头的制动头，内套杆被锁定不再与外套筒相对滑动，这时固定连杆在地震或大风产生的冲击力作用下受力破坏，阻尼器活塞杆与液压缸外壁开始相对运动，油腔内的硅油通过油孔流动，阻尼器开始减震耗能的工作。其中可弹出挡块在制动头未触碰到制动开关前是隐藏于外套筒内的，固定挡块与可弹出挡块的净间距等于内套杆端头制动头的厚度，保证卡住制动头，使内套杆不再运动。
本发明的效果和益处是：该类型阻尼器预期可广泛应用于设有中央扣的悬索桥或漂浮体系的斜拉桥，以及在日常运营下需要放松约束而大震时阻尼器发生作用的建筑结构。能够延长阻尼器的使用寿命，避免长期疲劳振动作用下造成的阻尼器内部部件的磨损、老化以及阻尼器漏油的现象发生，保证阻尼器在大震来临时能起到相应的减震耗能作用。
附图说明
附图1是具有工作开关的液体粘滞阻尼器的剖面图。
附图2是具有工作开关的液体粘滞阻尼器安装位置立面图。
附图3是具有工作开关的液体粘滞阻尼器安装位置平面图。
附图4是具有工作开关的液体粘滞阻尼器的具体安装立面图。
附图5是具有工作开关的液体粘滞阻尼器的具体安装平面图。
图1中：1固定端；2固定挡块；3可弹出挡块及制动开关；4制动头；5外套筒；6内套杆；7连接套环；8活塞杆端头连接杆；9活塞杆；10液压缸外壁；11活塞头；12油腔；13油孔；14密封罩；15固定连杆。
图2、图3中：16具有工作开关的液体粘滞阻尼器。
图4、图5中：17锚碇或主墩；18主桁。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。
三跨双层地锚式悬索桥，加劲梁为钢桁架结构，两端设混凝土重力式锚碇。计算跨径：180m+460m+180m＝820m，主桥桁架轴线宽24m。主缆由多股平行钢丝成品索组成，中跨主缆矢跨比为1/6.667，边跨主缆矢跨比为1/16.67，主缆横桥向间距25.2m，吊杆顺桥向间距10m。
设计荷载:车辆荷载：公路-Ｉ级，双向八车道；桥位处按A类风场，百年一遇10m高10min平均风速：43m/s,风压：1.13KN/m2。
地震烈度：7度
结构安全等级：一级
设计基准期：桥梁结构的设计基准期为100年。
如图2为具有工作开关的液体粘滞阻尼器安装位置立面图，图3为具有工作开关的液体粘滞阻尼器安装位置平面图，图4为具有工作开关的液体粘滞阻尼器的具体安装立面图，图5为具有工作开关的液体粘滞阻尼器的具体安装平面图，同时在主桁下缘与端锚碇间和主墩与主桁下缘之间布置共8个具有工作开关的液体粘滞阻尼器，可以使悬索桥在日常使用中仅靠中央扣来承担抑制加劲梁纵向位移的工作，地震或者大风作用时，阻尼器与中央扣共同作用，来完成对结构的抗风减震（振）工作。

Claims (1)

1.一种具有工作开关的液体粘滞阻尼器，其特征是：活塞杆端头连接杆（8）与典型液体粘滞阻尼器一侧的固定端（1）之间设有固定连杆（15），活塞杆端头连接杆（8）与内套杆（6）通过连接套环（7）相连；内套杆（6）和圆筒状外套筒（5）是相对滑动的，固定连杆（15）使阻尼器活塞杆（9）与液压缸外壁（10）不产生相对运动；当内套杆（6）的位移达到设定的最大位移限值，触碰到外套筒（5）内可弹出挡块上的制动开关，可弹出挡块弹出并与固定挡块（2）共同作用卡住内套杆端头的制动头（4），内套杆（6）被锁定不再与外套筒（5）相对滑动，固定连杆（15）在冲击力作用下受力破坏，阻尼器活塞杆（9）和活塞头（11）与液压缸外壁（10）开始相对运动，油腔（12）内的硅油通过油孔（13）流动，阻尼器开始减震耗能的工作。
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